Réaliser l’assemblage de pièces imprimées en 3D

L’impression 3D de pièces, qu’il s’agisse de prototypage ou de pièces finies, peut parfois trouver ses limites dans le format maximal pouvant être pris en charge par l’imprimante 3D utilisée ou dans sa capacité à produire des pièces en différentes couleurs ou matières.

Afin d’obtenir des pièces à taille réelle, comportant plusieurs couleurs ou plusieurs matériaux, de l’assemblage pourra être nécessaire. Cet article regroupe différents moyens et techniques permettant d’assembler des impressions 3D entre elles.

Coller des pièces imprimées en 3D

Afin de concevoir des pièces complexes ou volumineuses, il peut parfois être nécessaire d’imprimer ces pièces en plusieurs parties et de procéder par la suite à un collage. Pour cela, il existe des colles fortes adaptées aux matériaux plastiques.

Colle UHU pour plastique

Afin de garantir une bonne tenue dans le temps, nous recommandons la colle UHU Extra Forte. La colle UHU est compatible avec la plupart des matériaux plastiques (sauf le polypropylène et le nylon) et possède une bonne résistance aux variations de températures (de -50 à 100°C). Cette colle procure une bonne résistance mais n’est pas adaptée pour les pièces devant subir des effets mécaniques réguliers.

Colle spéciale nylon

La colle Nylon Taulman est conçue spécialement pour l’assemblage des pièces imprimées à l’aide de filament nylon. Le nylon n’est en effet pas compatible avec les colles fortes classiques à cause de sa composition chimique. La colle du fabricant Taulman garantit l’étanchéité des pièces assemblées.

Souder des pièces 3D

Une autre technique permettant d’assembler des pièces 3D entre elles est la soudure des impressions 3D.

Comme le montre la vidéo ci-dessus du fabricant de filament Polymaker, il est possible de souder deux pièces ensemble à l’aide de la technique de “friction welding“, autrement dit soudure par friction. Pour cela, il suffit d’utiliser une perceuse ainsi que des tiges de filament de la même matière que les pièces imprimées. Grâce aux rotations, le filament inséré sur l’embout de la perceuse va chauffer au contact du plastique jusqu’à fondre et lier les deux parties entre elles.

Le collage et la soudure des pièces sont des techniques efficaces pour réaliser l’assemblage d’impression 3D. Mais ces méthodes sont “irréversibles”. En effet, il ne sera plus possible de désassembler les pièces sans les abîmer par la suite. C’est pourquoi il existe d’autres méthodes d’assemblage utilisant des systèmes de visserie.

Utilisation d’inserts métalliques

Utiliser des inserts métalliques permet de mettre en place des pas de vis résistants et durables donnant la possibilité d’assembler des pièces à l’aide de vis. Bien que les filetages puissent être ajoutés directement à la pièce lors de sa modélisation, l’impression de filetages de petite taille peut s’avérer complexe, voire impossible pour certaines machines. De plus, les filetages en plastiques auront tendance à se détériorer plus rapidement.

Inserts à expansion pour plastique

On peut distinguer deux types d’inserts métalliques principaux. Le premier, l’insert à expansion est le plus simple à mettre en place. En effet, il suffit de modéliser un trou droit de la taille de l’insert dans votre pièce avant de l’imprimer. Lorsque la pièce est imprimée, il suffit d’enfoncer l’insert à expansion dans ce trou puis de visser une vis afin d’étendre l’insert et de le bloquer complètement dans la pièce imprimée.

Inserts métalliques thermofixés à l’aide d’un fer à souder.

Inserts thermofixés

Le deuxième type d’insert est l’insert thermofixé. Pour l’utiliser, il faudra comme pour l’insert à expansion, modéliser un trou dans votre pièce. Il faudra ensuite, afin d’intégrer l’insert à la pièce, l’enfoncer à l’aide d’un fer à souder. En maintenant une pression sur l’insert à l’aide du fer à souder, celui-ci va chauffer et faire fondre la pièce jusqu’à s’insérer totalement. Lors du refroidissement, le plastique va se solidifier autour de l’insert lui procurant ainsi une forte tenue à l’intérieur de la pièce.

Insertion d’écrou dans la pièce

Insertion d’un écrou (sur la partie droite de la pièce) à l’intérieur d’une pièce imprimée en 3D.

Enfin, une autre technique d’assemblage consiste à insérer un écrou directement dans la pièce imprimée. Cette méthode se base alors sur la modélisation de la pièce en amont. Il faudra en effet modéliser une encoche à l’intérieur de la pièce afin de pouvoir venir y placer un écrou en post-impression. Un trou devra également être prévu lors de la modélisation afin de laisser passer la vis.

Attention, il sera important de prévoir les dimensions de l’encoche en fonction des dimensions de l’écrou afin de le bloquer et d’éviter à la vis de tourner dans le vide.

Avez-vous besoin pour vos applications d’assembler des pièces entre elles ? Avez-vous déjà testé ces méthodes d’assemblage ? N’hésitez pas à partager vos expériences en laissant un commentaire.